شبيه سازي عددي انتقال حرارت نانو سيال درون يك محفظه با استفاده از روش شبكه بولتزمن

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

چكيده جريان سيال و انتقال حرارت جابجايي آزاد به علت كاربردهاي فراوان درصنايع و سيستم هاي مهندسي ، كلكتورهاي خورشيدي ، خنك سازي سيستم هاي الكترونيكي و تجهيزات فرآيندهاي شيميايي از اهميت فراواني برخوردار است. در اين پژوهش، جابجايي طبيعي نانو سيال درون محفظه اي كه يك ديواره جانبي آن تحت دماي متناوب سينوسي نسبت به مكان قرار دارد با استفاده از روش شبكه بولتزمن شبيه‌ سازي مي‌شود. بدين منظور برنامه‌اي با استفاده از نرم‌افزار متلب تهيه و اعتبار سنجي مي‌گردد. سپس اثر پارامترهاي مؤثر برجريان ازجمله عدد رايلي، عددناسلت و كسرحجمي نانو ذرات بررسي مي‌شود. سپس به بررسي تعداد گره‌ هاي لازم در شبكه استفاده شده و اعتبار سنجي نتايج حاصل براي سيال خالص و نانوذرات اكسيد آلمينيوم و مقايسة آن‌ها با كارهاي انجام شدة قبلي با روش‌هاي متداول ديناميك سيالات محاسباتي (CFD) پرداخته مي‌شود. نتايج حاصل از شبيه سازي نشان ميدهد كه تغييرات عدد ناسلت محلي روي ديواره سمت چپ نوساني بوده كه شكل دامنه نوسان ايجاد شده براي اعداد رايلي 103 و 104 مشابه هم بوده ، ولي براي رايلي 105 دامنه نوسان بطور قابل توجهي تغيير كرده است. عدد ناسلت ميانگين باافزايش عدد رايلي افزايش مي يابد كه بيشترين ميزان افزايش مربوط به Ra=〖10〗^5 به ميزان 69% مي باشد. با افزايش دامنه نوسان تابع توزيع دماي سينوسي درسمت چپ محفظه درهمه اعدادرايلي وكسرحجمي ، افزايش مقدارعدد ناسلت ميانگين مشاهده مي شود و بيشترين افزايش رخ داده درعدد ناسلت ميانگين براي هنگامي است كه دامنه نوسان از ϵ=1 به ϵ=1․5 افزايش پيدا مي كند. اضافه كردن نانو ذرات اكسيد آلومينيوم با افزايش دامنه نوسان نمي تواند تاثير قابل توجهي بر روي عدد ناسلت ميانگين اعمال كند.

220820

تبديل انرژي

فني مهندسي گلپايگان

دانشگاه صنعتي اصفهان